吴丹 以磁共振成像技术，绘制生命健康蓝图

张惠清

5月4日，第27届“中国青年五四奖章”评选揭晓，浙江大学长聘教授，生物医学工程与仪器科学学院党委委员、生物医学工程学系主任吴丹名列其中。

二十载孜孜以求，从以全专业第一名的成绩从浙江大学生物医学工程专业毕业，到博士研究生毕业后成为国外顶级大学的“科研新星”，再到学成归国成为针对人体的前沿磁共振成像技术研发专家，吴丹将满腔热情和聪明才智贡献给我国科技创新事业。

她带领团队在科研之路上奋勇拼搏，致力于前沿磁共振成像技术研发，从成像原理、成像序列、重建模型等方面提升了磁共振成像的分辨率、速度、对比度，实现成像尺度从宏观到介观到微观的逐步突破，申请发明专利近20余项，科研成果被全球50多家机构采用。

在颁奖仪式现场，最让吴丹动容的，是往届获奖者代表的感言。“我感到了奋进精神一代一代接续传承，看到了在国家发展的不同阶段，各行各业的年轻人都在人生最好的年华融入时代洪流之中，贡献了自己的青春力量。”

作为为数不多获此荣誉的高校科研工作者，吴丹深感责任重大，使命光荣。“未来，我将继续提高磁共振领域科研水平，让更多国产设备用上前沿技术，让医学成果惠及更多百姓，更好地服务于人民健康卫生事业。”

“当初出去，就是为了能更好地回来”

1985年，吴丹出生于浙江省湖州市。“我的父母都是普通职工，平常也会有比较多的时间陪伴在我身边。父母对我的要求并不高，只希望我能够快乐健康成长。能在一个温馨的家庭环境中长大，我感到很幸福。”

对知识的渴求，来自于内在驱动力。从小学到大学，吴丹是众人眼中不折不扣的“学霸”。2009年，她以专业第一名的成绩从浙江大学生物医学工程专业毕业。决意在科研领域继续深造的她，放弃多家企业递来的“橄榄枝”，远赴美国约翰霍普金斯大学，攻读硕士和博士学位。

在美国期间，吴丹醉心于学习与研究，曾获得美国国立卫生院的多次项目资助，在神经影像分析方面，也撰写出多篇专业性极强的论文。在约翰霍普金斯大学，取得博士生学位的平均年限是6年，她仅用3.5年就读取博士学位，同时获得该校电子与计算机工程硕士学位。

毕业一年后，吴丹以出色的科研成绩担任约翰霍普金斯大学助理教授，并成功主持美国国立卫生研究院R01、R21、R03项目。按照她的科研能力和速度，再过不久，便可以正式升任为学院副教授。当时，美国为了长久留住这位来自大洋彼岸的优秀人才，也为她个人拨出可观的科研经费。

然而，2018年，吴丹在众人不解的目光下，决定放弃美国成熟的研究室、完备的科研条件和丰厚的待遇，选择回国发展。

对于这个选择，吴丹说：“当初我出去，就是为了能够更好地回来。一方面，我与母校浙江大学一直保持联系，感受到母校对我回国发展的殷切期待；另一方面，当时，磁共振成像领域在国内迎来了发展最快的上升期，这时候回到祖国，既能紧跟国家磁共振成像的前进步伐，也能用实际行动发挥我多年所学的最大价值，将个人发展和国家命运融为一体。”

“我能感觉到我们的工作对于人民生命健康的意义”

2018年，33岁的吴丹再次回到久违的母校浙江大学。在这里，她着手建立新的科研室、新的科研团队，一切从新开始。

最初，吴丹的科研团队只有她一个人，从申请科研基金，到做实验、处理数据、写文章等等，几乎都是独立完成。“这是一个创业的阶段，那段时间备感压力，也是咬咬牙走过来，直到团队渐渐成型，自己的科研也摸索到了一个适应国内科研环境的方式。”

回国后，吴丹调整了自己的科研方向——更注重与临床医学的结合。其中，她对胎儿和婴幼儿脑疾病和脑发育的研究情有独钟，并创建中国第一个婴儿脑图谱，填补中国医疗科学界的空白。

“相较于超声等仪器，磁共振技术具备无创无辐射的优势，并且能呈现大脑的多模态信息，因此能在胎儿和婴幼儿等特殊人群中发挥独特的优势。”吴丹说，由于大腦最早发育是在还没有出生的胎儿时期，而胎儿在妈妈肚子里处于不断运动状态，对成像技术来说是非常有挑战性的，快速成像及伪影就起到了关键作用。为刻画胎儿大脑的精细结构，吴丹研发了新型磁共振成像序列，以“米粒雕花”的超高分辨率构建大脑的时空发育图谱。

她带领科研小组从前端的成像技术和后端的图像处理技术两方面，对胎儿和婴幼儿脑疾病和脑发育成像进行探索。她从不抱怨科研的苦，习惯于将自己的努力与挫折轻描淡写：“科研很多是从0到1的事情，失败是最正常的。”在她看来，包括医学影像在内的生物医学工程学科的发展需要一线科研工作者无数次失败奠定成功的基础，那些试错也将成为未来的经验，不断将科学发展推向新的高度。

历时5年，吴丹和团队开发出胎儿和婴幼儿的成像和后处理技术，拓展了胎儿大脑成像的新领域，克服胎儿运动伪影强的难题，实现了胎儿大脑的弥散成像和早期发育研究。这些成像技术被全球多个实验室采用推广，并推向临床。

提到自己的工作，吴丹总是带着一种使命感。“我能感觉到我们的工作对于人民生命健康的意义。”时至如今，吴丹已经带领团队成功研发了3D高分辨率弥散磁共振成像技术，实现了高场下活体大脑0.1毫米和离体大脑0.03毫米的超高分辨率“活体显微镜”，带领中国团队在这一领域奋起直追，在成像速度和空间分辨率上都达到了国际领先水平。

“常规的磁共振影像分辨率大多只有1毫米，我们团队研发的3D高分辨率弥散磁共振成像技术，让磁共振影像的分辨率从以1毫米为单位精细到以0.1毫米为单位。”吴丹说，这意味着科研工作者、临床医生能看到生物组织千分之一的細节，做出更准确的判断。

吴丹团队研发的基于弥散磁共振的微结构成像方法，更是精准重建细胞微结构特征，建立了逼近病理金标准的“无创病理”诊断系统。这一系列成果实现了成像尺度从宏观到介观、甚至微观的突破，引领国际磁共振技术前沿推动我国医疗影像产业升级的新装置、新方法和新技术，也为我国脑科学发展提供了支撑。

“与中国磁共振成像技术同成长”

回国5年，吴丹总是感慨我国的磁共振成像技术发展的筚路蓝缕，从过去的国外垄断到现在国内约30%的磁共振设备为国产研发，凝结了千千万万科研工作者的心血，作为其中一员的她，正实现着当初回国时的信念。

“我的成长与国家磁共振成像产业的发展同频共振。”归国这些年，吴丹的科研水平一直在提升，作为浙江省领军型创新创业团队及浙江省“鲲鹏行动计划”团队首席科学家，她组建了50余人的科研团队，形成一支国内领先、国际一流的磁共振影像团队，取得了一项项领先国际的科研成果。在越来越多优秀科研工作者的支持下，吴丹看到了国际磁共振产业的格局已悄然变化，而她心心念念的中国医学影像学日渐成熟。

攀登科学高峰，需要一代代人传承接力、接续奋斗。近年来，吴丹在科研领域开拓创新、锐意进取的同时，也致力于培养青年学生，立德树人。“学生在不同的阶段要有不同的培养模式。本科是探索，找到感兴趣的方向，培养良好的科学素养；而研究生阶段，则分两步，初级阶段首先是培养解决问题的能力，包括我会多鼓励他们去做实验，积累经验。而对研究生更高的要求，则是要有发现问题的能力，尤其是找到别人没有发现的问题，也就是在前期的积累后，具备独立自主的科研能力。”

去年7月的一天，对磁共振方向感到好奇的本科生吴佳妮向吴丹透露了自己的兴趣，当时已是晚上8时多，身怀二胎的吴丹很快把吴佳妮约到自己办公室，分享自己的经验。技术开发怎么做、哪些课程需要看、什么东西需要学……这些本是博士生才能学习到的知识，那个夏夜，吴丹毫无保留把地自己的学习经验倾囊相授，并把自己手头上的一些资料也给了吴佳妮。

“吴老师给了我信心，帮我真正找到了自己的方向。”今年毕业后，吴佳妮将前往吴丹曾任职的约翰霍普金斯大学深造，科研的接力棒，传到了新一辈手上。

像吴佳妮这样的学生并非个例。近5年，吴丹指导的本科生以第一作者发表期刊论文2篇，发表国际会议论文8篇，她指导的硕士生作为第一作者发表高水平期刊论文20余篇，作国际会议口头报告20余次，申请发明专利14项；获国际医学磁共振年会金奖6项、银奖5次……这一张张年轻的面孔，最终都会带着为中国科研献身的青衿之志，成为中国生物医学工程领域的“弄潮儿”。

习近平总书记曾指出，希望广大科学家和科技工作者肩负起历史责任，坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，不断向科学技术广度和深度进军。吴丹认为，团队目前所作的工作，也契合了总书记的殷殷嘱托。“今后，我们从事磁共振领域科研工作，一方面要努力做到世界顶尖水平，同时也要与临床紧密结合，与业界紧密结合，在努力实现个人理想的同时，为科技强国贡献力量。”吴丹说。

责任编辑 华南